模板元编程之函数模板(一)

TechNomad / 2023-06-10 / 原文

一、概述

函数模板提供了一种函数行为，该函数行为可以用多种不同的类型进行调用，换句话说函数模板代表一个函数家族，它的表示看起来和普通的函数很相似，唯一的区别就是有些函数元素是未确定的，这些元素将在使用时被参数化。

下面是一个返回两个值中最大者的函数模板

template <typename T> 
inline T const& Max_Func(T const& a, T const& b) {
    return a < b ? b : a;
}

这个模板定义了一个“返回两个值中最大者”的函数家族，两个值是通过函数参数a和b传递给该函数模板的；而参数的类型还没确定，用模板参数T来代替。

模板参数必须用如下形式的语法来声明：

template <用逗号隔开的参数列表>

在上面的程序中，类型参数是T,可以使用任何标识符作为类型参数的名称，但使用T已经成为了一种惯例，类型参数T表示的是，调用者调用这个函数时所指定的任意类型，可以使用任何类型(基本类型，类等)来实例化该类型参数，只要所用类型提供模板使用的操作就可以，例如上面的这个例子，类型T需要支持operator<,因为a和b就是使用这个运算符来比较大小的。

二、函数模板

1.1 模板的使用

#include <iostream>

template <typename T> 
inline T const& Max_Func(T const& a, T const& b) {
    return a < b ? b : a;
}

int main() {
    int a = 110, b = 200;
    std::cout << "Max_Func(a, b):" << Max_Func(a, b) << std::endl;

    double d1 = 1.5, d2 = 3.8;
    std::cout << "Max_Func(d1, d2):" << Max_Func(d1, d2) << std::endl;

    std::string s1 = "abcdefg", s2 = "abc";
    std::cout << "Max_Func(s1, s2):" << Max_Func(s1, s2) << std::endl;
    
    return 0;
}

打印结果：

2.2 实参的推导

当我们为某些实参调用一个诸如Max_Func()的模板时，模板参数可以由我们所传递的实参来决定的，如果我们传递了两个int给参数类型T const&,那么编译器能够得出结论：T必须是int,注意，这里不允许进行自动类型转换，每一个T都必须正确的匹配，如：

template <typename T> 
inline T const& Max_Func(T const& a, T const& b) {
    return a < b ? b : a;
}

Max_Func(3, 8); //OK:两个实参的类型都是int
Max_Func(4, 4.9); // ERROR:第一个T是int,而第二个T是double